MATLAB是Mathworks公司于1984年推出的一套高性能的數(shù)值計算的可視化軟件，它集數(shù)值分析、矩陣運算、信號處理和圖形顯示于一體，可方便地應用于數(shù)學計算、算法開發(fā)、數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)建模和仿真、數(shù)據(jù)分析和可視化、科學和工程繪圖、應用軟件開發(fā)等方面。MATLAB之所以能夠被廣泛應用，是因為它將科研工作者從乏味的Fortran、C編程中解放出來，使他們真正把精力放在科研和設計的核心問題上，從而大大提高了工作效率。在MATLAB環(huán)境中描述問題及編制求解問題的程序時，用戶可以按照符合人們的科學思維方式和數(shù)學表達習慣的語言形式來書寫程序。

MATLAB這個詞代表“矩陣實驗室”（matrix laboratory），它是以著名的線性代數(shù)軟件包LINPACK和特征值計算軟件包EISPACK中的子程序為基礎，發(fā)展而成的一種開放型程序設計語言。在它的發(fā)展過程中，許多優(yōu)秀的工程師為它的完善做出了卓越的貢獻，使其從一個簡單的矩陣分析軟件逐漸發(fā)展成為一個具有極高通用性的、帶有眾多實用工具的運算操作平臺。工具箱是MATLAB函數(shù)的子程序庫，每一個工具箱都是為某一類學科專業(yè)和應用而定制的，主要包括信號處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡、圖像處理、模糊邏輯、小波分析和系統(tǒng)仿真等方面的應用。借助于這些現(xiàn)有的工具，科研人員可以直觀、方便地進行分析、計算及設計工作，從而大大節(jié)省了時間。

MATLAB是一種高效的工程計算語言，它將計算、可視化和編程等功能集于一個易于使用的環(huán)境。在MATLAB環(huán)境中描述問題及編制求解問題的程序時，用戶可以按照符合人們科學思維的方式和數(shù)學表達習慣的語言形式來書寫程序。其典型應用主要包括以下幾個方面：

• 數(shù)學計算；
• 算法開發(fā)；
• 數(shù)據(jù)采集；
• 系統(tǒng)建模和仿真；
• 數(shù)據(jù)分析和可視化；
• 科學和工程繪圖；
• 應用軟件開發(fā)（包括用戶界面）。

MATLAB是一個交互式系統(tǒng)（寫程序與執(zhí)行命令同步），其基本的數(shù)據(jù)元素是沒有維數(shù)限制的陣列。這使得用戶可以解決許多工程技術上的問題，特別是那些包含了矩陣和向量的公式的計算。采用MATLAB編制解決上述問題的程序比采用只支持標量和非交互式的編程語言（如C語言和Fortan語言）更加方便。

20世紀80年代初期，Cleve Moler和John Little采用C語言改寫了MATLAB的內核，不久他們便成立了Mathworks軟件開發(fā)公司，并將MATLAB正式推向市場。歷經(jīng)十幾年的發(fā)展和競爭，MATLAB成為國際認可的最優(yōu)化的科技應用軟件。在大學里，它是用于初等和高等數(shù)學、自然科學和工程學的標準教學工具；在工業(yè)界，它是一個高效的研究、開發(fā)和分析的工具。隨著科技的發(fā)展，許多優(yōu)秀的工程師不斷地對MATLAB進行了完善，使其從一個簡單的矩陣分析軟件逐漸發(fā)展成為一個具有極高通用性，并帶有眾多實用工具的運算操作平臺。

MATLAB的一個重要特色就是它有一套程序擴展系統(tǒng)和一組稱之為工具箱（toolboxes）的特殊應用子程序。工具箱是MATLAB函數(shù)的子程序庫，每一個工具箱都是為某一類學科專業(yè)和應用而定制的，主要包括信號處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊邏輯、小波分析和系統(tǒng)仿真等方面的應用。

MATLAB系統(tǒng)由以下5個主要部分組成，下面具體進行介紹。

• 開發(fā)環(huán)境：由一系列工具組成。這些工具方便用戶使用MATLAB的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調試器、路徑搜索和用于瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。
• MATLAB數(shù)學函數(shù)庫：這是一個包含大量計算算法的集合，這些函數(shù)包括從最簡單最基本的函數(shù)（如加、正弦等）到諸如矩陣的特征向量、快速傅立葉變換等較復雜的函數(shù)。
• MATLAB語言：這是一個高級的矩陣/陣列語言，它包含控制語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結構、輸入輸出和面向對象的編程特點。用戶可以在命令窗口中將輸入語句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫好一個較大的復雜的應用程序（M文件）后再一起運行。
• 圖形處理：用MATLAB可以將向量和矩陣用圖形表現(xiàn)出來，并且可以對圖形進行標注和打印。高層次的作圖包括二維和三維數(shù)據(jù)可視化、圖像處理、動畫和表達式作圖，低層次的作圖包括定制圖形的顯示和為用戶的MATLAB應用程序建立的圖形用戶界面。
• MATLAB應用程序接口（API）：這是一個庫，它允許用戶編寫可以和MATLAB進行交互的C或Fortran語言程序。

MATLAB軟件從1984年推出的第1個版本到目前發(fā)布的第14個版本MATLAB 7.0（Release14），有了較大的改進和增補，增加了許多新功能和更為有效的處理方法。

1．開發(fā)環(huán)境

• 新的用戶界面環(huán)境和開發(fā)環(huán)境，使用戶更方便地控制多個文件和圖形窗口，用戶可以按照自己的習慣來定制桌面環(huán)境，還可以為常用的命令定義快捷鍵；
• 功能更強的數(shù)組編輯器和工作空間瀏覽器，用戶可更方便地瀏覽、編輯和圖形化變量；
• 提供的M-Lint代碼分析器，可以方便用戶修改代碼以取得更好的性能和可維護性；
• 更強大的編輯器，用戶可以選擇執(zhí)行M文件中的部分內容等。

2．編程

• 支持函數(shù)嵌套、有條件中斷點；
• 可以用匿名函數(shù)來定義單行函數(shù)等。

3．數(shù)值處理

• 整數(shù)算法，方便用戶處理更大的整數(shù)；
• 單精度算法、線性代數(shù)、FFT和濾波，方便用戶處理更大的單精度數(shù)據(jù)；
• Linsolve函數(shù)，用戶可以通過定義系數(shù)矩陣更快地求解線性系統(tǒng)；
• ODE求解泛函數(shù)，操作隱式差分等式和求解多點式邊界值問題。

4．圖形化

• 新的繪圖界面窗口，用戶可以不必通過輸入M函數(shù)代碼而直接在繪圖界面窗口中交互式地創(chuàng)建并編輯圖形；
• 用戶可以直接從圖形窗口中生成M代碼文件，使得用戶可以多次重復地執(zhí)行用戶自定義的作圖；
• 更強大的圖形標注和處理功能，包括對象對齊、連接注釋和數(shù)據(jù)點的箭頭等；
• 數(shù)據(jù)探測工具，用戶可以在圖形窗口中方便地查詢圖形上某一點的坐標值；
• 功能更強大的圖形句柄等。

5．圖形用戶界面

• 面板和分組按鈕使得用戶可以對用戶界面的控件進行分組；
• 用戶可以直接在GUIDE中訪問ActiveX控件。

6．文件I/O和外部應用程序接口

• 新的文件I/O函數(shù)支持用戶可以讀更大的文本文件，并且可以向Excel和HDF5文件中寫入內容；
• 支持壓縮格式的MAT文件，使得用戶可以使用較少的磁盤空間保存大量的數(shù)據(jù)，而且速度更快；
• 可以使用Javaaddpath函數(shù)來動態(tài)添加、刪除或重載Java類，而不必重啟MATLAB 7.0；
• 支持COM用戶接口、服務器事件和Visual Basic腳本；
• 可以基于簡單的對象訪問協(xié)議（SOAP）來訪問網(wǎng)頁服務器；
• 提供FTP對象用于連接FTP服務器，實現(xiàn)對異地文件的處理；
• 支持Unicode國際字符集標準，使得MAT文件中的字符數(shù)據(jù)可以在不同語言之間共享。